1ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1ΟΡΟΛΟΓΙΑ Με τον όρο γάλα εννοούµε το έκκριµα του µαστικού αδένα των θηλαστικών, που προορίζεται για τη διατροφή του νεογέννητου για το οποίο αποτελεί τη µοναδική τροφή µέχρι µία ορισµένη ηλικία. Για τον άνθρωπο όµως, το γάλα εξακολουθεί να αποτελεί µέρος της καθηµερινής δίαιτάς του είτε αυτούσιο είτε µε τη µορφή γαλακτοκοµικών προϊόντων (τυριά, βούτυρο, γιαούρτη) για όλη τη διάρκεια ζωής του. Ο ελληνικός Κώδικας Τροφίµων και Ποτών (Κ.Τ.Π.,1971) ορίζει ότι «γάλα είναι το απηλλαγµένου πρωτογάλακτος προϊόν της ολοσχερούς, άνευ διακοπής αµέλξεως υγιώς έχοντος γαλακτοφόρου ζώου, διαβιούντος και διατρεφοµένου από υγιεινούς όρους και µη ευρισκοµένους εις κατάστασιν υπερκοπώσεως». Σύµφωνα µε τον ορισµό των οργανισµών FAO/WHO (1973) «γάλα είναι το φυσιολογικό έκκριµα του µαστού που παίρνεται από µία ή δύο αµέλξεις, χωρίς να προστεθεί ή ν αφαιρεθεί τίποτε». Ο Κώδικας γάλακτος των Η.Π.Α (U.S.D.H.E.W.,1953) ορίζει ως γάλα το «έκκριµα του µαστού το οποίο είναι απαλλαγµένο από πρωτόγαλα, παίρνεται µε άµελξη µιας ή περισσότερων υγιών αγελάδων και το οποίο περιέχει τουλάχιστον 3,15% λίπος και 8,25% στερεά συστατικά άνευ λίπους». 1.2 ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Από ιστορική άποψη δεν είναι γνωστό πότε ο άνθρωπος χρησιµοποίησε για πρώτη φορά το γάλα των ζώων ως τροφή. Από κείµενα των Σουµερίων προκύπτει ότι ήδη και πριν το 6000 π. χ. ο άνθρωπος εκµεταλλευόταν το γάλα των ζώων, ενώ στη Βίβλο η «Γη της Επαγγελίας» είναι η γη στην οποία «ρέει µέλι και γάλα» (Πανέτσος 1969, Lambert 1970) 1.3 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΑΠΌ ΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΕΙ Η ΘΗΛΑΣΤΙΚΩΝ Φαίνεται ότι η χρησιµοποίηση του γάλακτος των γαλακτοπαραγωγών ζώων στη διατροφή του ανθρώπου, άρχισε συγχρόνως σχεδόν µε την εξηµέρωσή τους. Από τα ζώα που ανταποκρίθηκαν περισσότερο στην εκµεταλλευτική αυτή έφεσή του ήταν η αγελάδα, το πρόβατο, η κατσίκα και το βουβάλι, πλην όµως και άλλα ζώα όπως η καµήλα, η φοράδα η γαϊδούρα χρησιµοποιήθηκαν για τον ίδιο σκοπό. Το 1994 παράγονταν στον κόσµο, σύµφωνα µε στοιχεία του F.A.O. περί τους 464.380 χιλιάδες τόνους αγελαδινού γάλακτος, 48.310 βουβαλινού, 7.782 πρόβειου και 9.983 κατσικίσιου που χρησιµοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για τη διατροφή του ανθρώπου, σαν νωπό ή υπό τη µορφή διαφόρων γαλακτοκοµικών προϊόντων. Έτσι η παγκόσµια παραγωγή γάλακτος κατά το 1994 ήταν 530 εκατοµµύρια τόνοι από το οποίο 87,55% αγελαδινό, 9,1% βουβαλινό και 3,3% αιγοπρόβειο. Περίπου το ¼ της παραγωγής αγελαδινού γάλακτος πραγµατοποιείται στην Ευρωπαϊκή ένωση. Το γάλα της Ελλάδος συνολικά είναι το 1,49% της Ευρωπαϊκής ένωσης, όπως προκύπτει από τα δεδοµένα του (πίνακα 1 ).
(Πίνακας 1.) Παραγωγή γάλακτος κατά είδος ζώου στον κόσµο και στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, σε χιλιάδες τόνους κατά το 1994 Χώρα Αγελαδινό Βουβαλινό Πρόβειο Κατσικίσιο Σύνολο Παγκόσµι 464.380 48.310 7.782 9.983 530.455 α Αυστρία 3.279 14 3.293 Βέλγιο και 3.606 3.606 Λουξ ανία 4.442 4.442 Γαλλία 25.322 211 419 25.952 Γερµανία 27.866 25 1.850 Ελλάδα 740 629 481 1.850 Ηνωµένο 14.934 14.934 Βασίλειο Ιρλανδία 5.490 5.409 Ισπανία 5.924 306 276 6.506 Ιταλία 10.674 79 800 137 11.690 Ολλανδία 10.873 10.873 Πορτογαλί 1.485 97 43 1.625 α Σουηδία 3.421 3.421 Φινλανδία 2.512 2.512 Σύνολο Ε.Ε.. 120.478 2.043 1.395 124.004 Από λεπτοµερέστερη όµως ανάλυση του (πίνακα 2) προκύπτει ότι στην Ε.Ε. το γάλα είναι αγελαδινό κατά 97% και πλέον και αιγοπρόβειο κατά 2,8% ενώ στην Ελλάδα είναι αγελαδινό κατά 40% και αιγοπρόβειο κατά 60%. ηλαδή, έναντι των ευρωπαϊκών εταίρων µας υστερούµε κατά πολύ ως προς την παραγωγή αγελαδινού γάλακτος αλλά υπερέχουµε ως προς την παραγωγή αιγοπρόβειου γάλακτος. (Πίνακας 2.) Παραγωγή γάλακτος κατά είδος ζώου σε χιλιάδες τόνους κατά το 1994. Είδος Παγκόσµι Ευρώπη Ευρωπ. Ελλάδα Γάλακτος α 'Ενωση Ποσότ. % Ποσότ. % Ποσότ. % Ποσότ. % Αγελαδινό 464.380 153.757 120.487 740 40.0 87.5 97.2 97.2 Βουβαλινό 48.310 93 79 0.05 9.1 0.05 Πρόβειο 7.782 2.732 1.7 2.043 1.7 629 34.0 1.5 Κατσικίσιο 9.983 1.9 1.631 1.05 1.395 1.05 481 26.0 Σύνολο 530.455 158.213 124.004 1850 1.4 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙ ΡΟΥΝ ΣΤΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ
Εκτός αυτών, σηµαντική είναι η αναφορά των παραγόντων που επηρεάζουν την ποιότητα του γάλακτος, από την οποία κατά κύριο λόγο εξαρτάται και εκείνη των γαλακτοκοµικών προϊόντων. Οι σηµαντικότεροι απ αυτούς εξετάζονται στη συνέχεια: Α) Το είδος του ζώου Έχει διαπιστωθεί σήµερα ότι όλα τα είδη γάλακτος, που µελετήθηκαν, περιέχουν τα ίδια συστατικά πλην όµως σε αναλογίες που κυµαίνονται ευρύτατα. Β)Η φυλή του ζώου Το γάλα που παράγεται από τις διάφορες φυλές αγελάδων παρουσιάζει συχνά σηµαντικές διαφορές στη σύστασή του. Οι διαφορές αυτές είναι ιδιαίτερα εµφανείς στην περίπτωση της λιποπεριεκτικότητας, λιγότερο στην περίπτωση των λευκωµάτων ενώ η λακτόζη και τα άλατα εµφανίζουν πιο σταθερές τιµές.. Γ) Η ατοµικότητα του ζώου Συχνά παρατηρείται το φαινόµενο ζώα της ίδιας φυλής που διατηρούνται στις ίδιες συνθήκες σταβλισµού και διατροφής να παράγουν γάλα µε σηµαντικές διαφορές στη σύστασή του. Οι διαφορές αυτές είναι γενετικής προέλευσης. ) ιακυµάνσεις στη σύσταση του γάλακτος από ηµέρα σε ηµέρα Η γαλακτοπαραγωγή και η σύσταση του γάλακτος παρουσιάζουν διαφορές από ηµέρα σε ηµέρα που οφείλονται κατά κύριο λόγο, στην επάρκεια του αρµέγµατος. Ε) Το στάδιο της γαλακτικής περιόδου Η σύσταση του γάλακτος των αγελάδων αλλάζει σηµαντικά κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου, που είναι το διάστηµα από της στιγµής του τοκετού µέχρι της στειρεύσεως. Οι πιο µεγάλες µεταβολές σηµειώνονται στην αρχή και στο τέλος της. Πρέπει να σηµειωθεί ότι η απόδοση των αγελάδων αυξάνει κατά τις πρώτες εβδοµάδες από του τοκετού, αποκτά µέγιστη τιµή µετά ένα περίπου µήνα και στη συνέχεια µειώνεται βαθµιαία µέχρι το τέλος της γαλακτικής περιόδου. Ε) Οι ασθένειες των µαστών Σοβαρή προσβολή των µαστών από διάφορες ασθένειες, συνήθως από µαστίτιδες, επηρεάζει σηµαντικά τη σύσταση του γάλακτος που παράγουν. Τα τέταρτα του µαστού που έχουν προσβληθεί παράγουν γάλα µε µειωµένη περιεκτικότητα σε λίπος, άνευ λίπους στερεά συστατικά, λακτόζη, καζείνη και αυξηµένη σε υδατοδιαλυτά λευκώµατα και χλώριο. Η οξύτητα του γάλακτος µειώνεται και σε σοβαρές προσβολές το γάλα γίνεται ελαφρά αλκαλικό. Ο βαθµός αλλαγής στη σύσταση του γάλακτος είναι άµεσα συσχετισµένος µε τη σοβαρότητα της προσβολής. Οι κλινικές µαστίτιδες οδηγούν στην παραγωγή µη κανονικού γάλακτος. ΣΤ) Η διατροφή των ζώων Η επίδραση της διατροφής των ζώων στην γαλακτοπαραγωγή και στη σύσταση του γάλακτος παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, γι αυτό και έχει αποτελέσει αντικείµενο µελέτης πολλών ερευνητών σε διάφορες χώρες. Αυτό γιατί είναι µια πράξη που
επαναλαµβάνεται καθηµερινά και µπορεί στις περισσότερες περιπτώσεις να ελέγχεται από τον παραγωγό. Τυχόν διαπίστωση ειδικής επιδράσεως της διατροφής επί της γαλακτοπαραγωγής και της συστάσεως του γάλακτος περιέχει τη δυνατότητα να επηρεάσουµε τη σύστασή του. Ζ) Η θρεπτική κατάσταση των ζώων ιαπιστώθηκε ότι τα ζώα που διατρέφονται καλά πριν από τον τοκετό και βρίσκονται σε καλή θρεπτική κατάσταση δίνουν γάλα τους 3 πρώτες µήνες της γαλακτικής περιόδου µε υψηλότερη λιποπεριεκτικότητα κατά 0,28% και χωρίς λίπος στερεά συστατικά κατά 0,11%, σε σύγκριση µε αγελάδες που ελάµβαναν την ίδια περίοδο ανεπαρκές σιτηρέσιο. Η) Η εποχή του έτους Η γαλακτοπαραγωγή και η σύσταση του γάλακτος κατά τη διάρκεια του έτους εµφανίζουν εποχιακές µεταβολές. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που ευνοούν την γαλακτοπαραγωγή νωρίς το φθινόπωρο και την άνοιξη, η οποία το καλοκαίρι εξ αιτίας της ζέστης και της έλλειψης χλωράς νοµής µειώνεται. Θ) Το στάδιο του αρµέγµατος Η λιποπεριεκτικότητα του γάλακτος αυξάνει σηµαντικά κατά τη διάρκεια του αρµέγµατος σε αντίθεση µε τα άλλα συστατικά τα οποία δεν παρουσιάζουν αξιόλογη διακύµανση. Ι) Το σωµατικό βάρος Υπάρχει µια γενική θετική συσχέτιση µεταξύ του σωµατικού βάρους των αγελάδων και του ύψους της γαλακτοπαραγωγής τους. Ια) Η υγρασία του περιβάλλοντος Η συνολική απόδοση σε γάλα και περιεκτικότητα του τελευταίου σε άνευ λίπους στερεά συστατικά µειώνεται µε τα χρόνια µε αυξηµένη ξηρασία. Η περιεκτικότητα σε λίπος, αντίθετα, αυξάνει. Τα χρόνια µε αυξηµένη υγρασία υπάρχει τάση µειώσεως τόσο της λιποπεριεκτικότητας όσο και του άνευ λίπους στερεού υπολείµµατος Ιβ) Ο οίστρος Η επίδραση του οίστρου στη γακακτοπαραγωγή και τη σύσταση του γάλατος είναι διαπιστωµένη πλην όµως δεν εκδηλώνεται κατά σταθερό τρόπο. Συνήθως υπάρχει διακύµανση στη λιποπεριεκτικότητα του γάλατος που συνοδεύεται από ελαφρά µείωση της γαλακτοπαραγωγής. Οι µεταβολές όµως αυτές αποδίδονται στην αυξηµένη νευρικότητα και ευερεθιστικότητα των αγελάδων που έχει σαν συνέπεια είτε την κατακράτηση κάποιας ποσότητας γάλατος, είτε την έκκριση λιγότερου γάλατος. Αλλαγές στην περιεκτικότητα του γάλατος σε λευκώµατα έχουν επίσης παρατηρηθεί που οδηγούν καµιά φορά στην πήξη του γάλατος κατά το βρασµό. Οι παραπάνω µεταβολές, παρέρχονται την εποµένη του οίστρου. Ιγ) Η κυοφορία
Επηρεάζει τη σύσταση του γάλατος κατά δύο τρόπους:α) έµµεσα, γιατί οδηγεί ταχύτερα προς το τέλος της γαλακτικής περιόδου µε όλες τις γνωστές µεταβολές στη σύσταση του γάλατος και β) άµεσα, µε αύξηση των στερεών συστατικών, η οποία αρχίζει τον τέταρτο µήνα της εγκυµοσύνης και συνεχίζει µέχρι το τέλος της γαλακτικής περιόδου. Προς το τέλος της κυοφορίας παρατηρείται µείωση της γαλακτοπαραγωγής, γεγονός που αποδίδεται στο ότι στο στάδιο αυτό παρατηρούνται σηµαντικές ορµονικές αλλαγές. Μεγάλες σχετικά ποσότητες οιστρογόνων και προγεστερόνης εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίµατος και πολύ πιθανόν συντελούν στη µείωση της γαλακτοπαραγωγής. Ιδ) Η άσκηση Η ελαφρά άσκηση των ζώων δεν έχει επίδραση επί της γαλακτοπαραγωγής και της σύνθεσης του γάλατος. Η συστηµατική χρησιµοποίησή τους όµως σε αγροτικές εργασίες επιφέρει την κόπωση, µε συνέπεια τη µείωση της γαλακτοπαραγωγής τους και αύξηση της λιποπεριεκτικότητας του γάλατος. Σε περιπτώσεις βαριάς κόπωσης των ζώων εκτός από τη σοβαρή µείωση της γαλακτοπαραγωγής παρατηρούνται αλλαγές και στη σύνθεση του γάλατος, οι οποίες εκδηλώνονται µε διαφορετικό τρόπο στα διάφορα ζώα. Ιε) Χρονικό διάστηµα µεταξύ των αρµεγµάτων Η λιποπεριεκτικότητα του γάλακτος επηρεάζεται σηµαντικά από το χρονικό διάστηµα που µεσολαβεί µεταξύ των αρµεγµάτων σε αντίθεση µε το άνευ λίπους στερεά συστατικά που δεν επηρεάζονται. Ιστ) Η διάρκεια της ξηράς περιόδου Ξηρά περίοδος είναι το διάστηµα πριν από τον τοκετό κατά το οποίο τα ζώα δεν δίνουν γάλα. Ιζ) Η θερµοκρασία περιβάλλοντος Σε ένα εύρος θερµοκρασιών µεταξύ 5 και 24 βαθµών κελσίου, που είναι γνωστό σαν «ζώνη ευεξίας» αλλά και σε χαµηλότερες ακόµη θερµοκρασίες, δεν παρατηρείται σηµαντική επίδραση στη γαλακτοπαραγωγή και τη σύσταση του γάλατος εξ αιτίας της διακύµανσης της θερµοκρασίας για τα περισσότερα των γαλακτοπαραγωγών ζώων. Αντίθετα θερµοκρασίες χαµηλότερες ή υψηλότερες αυτού του ορίου προκάλεσαν µείωση της απόδοσης των αγελάδων και µεταβολές στη σύσταση του γάλατος. Αύξηση της θερµοκρασίας µέχρι τους 40 βαθµούς είχε ως συνέπεια τη µείωση της απόδοσης, της λιποπεριεκτικότητας, του χλωρίου, του άνευ λίπους στερεού υπολείµµατος, του συνολικού αζώτου και της λακτόζης του γάλατος, ενώ η µείωσή της µέχρι τους µείον 15 βαθµούς κελσίου είχε σαν αποτέλεσµα την αύξηση της λιποπεριεκτικότητας, των άνευ λίπους στερεών συστατικών και του συνολικού αζώτου. Το χλώριο και η λακτόζη δεν επηρεάστηκαν από την πτώση της θερµοκρασίας. Η µείωση των αποδόσεων των ζώων που διατηρούνται σε πολύ υψηλές θερµοκρασίες αποδίδεται και στο ότι η κατανάλωση της τροφής µειώνεται, του νερού αυξάνει, η θερµοκρασία των ζώων ανέρχεται και επιταχύνεται ο ρυθµός της αναπνοής. Η υψηλή σχετική υγρασία του περιβάλλοντος επιτείνει την επίδραση των υψηλών θερµοκρασιών.
Ιη) Ποσοτικές συσχετίσεις µεταξύ των συστατικών του γάλακτος Η ύπαρξη ποσοτικών σχέσεων µεταξύ των διαφόρων συστατικών του γάλατος ενδιαφέρουν από άποψη φυσιολογίας αλλά και από πρακτικής σκοπιάς. Από άποψη φυσιολογίας, διότι εάν δύο συστατικά του γάλατος απαντούν σε σταθερή αναλογία, τούτο σηµαίνει ότι υπάρχει κάποια σχέση µεταξύ των µηχανισµών έκκρισής τους. Στην πράξη η ύπαρξη τέτοιας σχέσης χρησιµεύει πολύ σε περιπτώσεις που ο προσδιορισµός του ενός των συστατικών είναι δύσκολος, οπότε προσδιορίζεται έµµεσα µε τον προσδιορισµό του άλλου. Λίπος-Πρωτείνη Υπάρχει θετική συσχέτιση µεταξύ της περιεκτικότητας του γάλατος σε λίπος και πρωτείνη πλην όµως υπάρχουν διαφωνίες στο κατά πόσο η συσχέτιση αυτή είναι ευθύγραµµη ή όχι. Λίπος-Λακτόζη εν φαίνεται να υπάρχει συσχέτιση µεταξύ της περιεκτικότητας του γάλατος σε λίπος και λακτόζη. Η τελευταία παραµένει σχεδόν σταθερή κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου σε αντίθεση προς τη λιποπεριεκτικότητα που κυµαίνεται σηµαντικά. Εκείνο που έχει διαπιστωθεί είναι ότι τα γάλατα µε µεγάλη λιποπεριεκτικότητα έχουν µικρότερη περιεκτικότητα σε λακτόζη όµως οι συντελεστές συσχέτισης είναι µικροί και δεν έχουν πρακτικό ενδιαφέρον. Λίπος-Χωρίς λίπος στερεά συστατικά Παλαιότερα η τιµή του γάλατος βασιζόταν µόνο στη λιποπεριεκτικότητα του. Σήµερα όµως που έχει αποδειχθεί η διαιτητική σηµασία και των µη λιπαρών συστατικών του, καταβάλλεται προσπάθεια να συνεκτιµούνται. Η ύπαρξη κατά συνέπεια υψηλής συσχέτισης µεταξύ των µεταβλητών αυτών διευκολύνει σε µεγάλο βαθµό την προσπάθεια αυτή. Ένας άλλος λόγος που ενδιαφέρει η συσχέτιση µεταξύ του λίπους και των χωρίς λίπος στερεών συστατικών είναι ότι έχουν τεθεί από τις νοµοθεσίες διαφόρων χωρών ελάχιστα όρια περιεκτικότητας του γάλατος στα συστατικά αυτά. Έρευνες που έγιναν σε διάφορες χώρες απέδειξαν ότι υπάρχει ευθύγραµµη συσχέτιση µεταξύ λίπους και των χωρίς λίπος στερεών συστατικών. Λακτόζη- Χλώριο Μεταξύ των συστατικών αυτών υπάρχει αρνητική συσχέτιση, που προκύπτει από την τάση του µαστού να διατηρεί το γάλα ισοτονικό του αίµατος, ανεξάρτητα της έκτασης της σύνθεσης της λακτόζης. Εάν κατά συνέπεια για οποιοδήποτε λόγο ελαττωθεί η ποσότητα της λακτόζης που συντίθεται στο µαστό, η µείωση της οσµωτικής πίεσης που προκαλείται, εξουδετερώνεται µε αντίστοιχη αύξηση του χλωρίου και του νατρίου. Αυτό γίνεται σε περιπτώσεις προσβολής του µαστού από ασθένειες αλλά και στο τέλος της γαλακτικής περιόδου. 2ΚΥΡΙΟ ΘΕΜΑ 2.1 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΓΕΛΑ ΙΝΟΥ ΠΡΟΒΕΙΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ 2.1.1 ΧΗΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ Το γάλα είναι η τροφή που η φύση προόρισε για τη διατροφή και τη γρήγορη ανάπτύξη του νεογέννητου στα θηλαστικά και παρά τις σηµαντικές διαφορές που παρουσιάζει στην εκατοστιαία αναλογία των διαφόρων συστατικών του, τα κύρια από τα συστατικά αυτά είναι τα ίδια για όλα τα είδη γάλακτος και αποτελούνται από
λίπη, πρωτείνες, σάκχαρα (λακτόζη) και ανόργανα άλατα. Τα συστατικά αυτά είναι διαλυµένα ή εναιωρηµένα στο νερό. Επειδή το γάλα της αγελάδας έχει µελετηθεί περισσότερο από όλα τα άλλα γάλατα, θα εξεταστεί αναλυτικά ως προς τα συστατικά του και θα συγκριθεί µε το πρόβειο. Η µέση χηµική σύσταση του γάλακτος αγελάδας όσον αφορά τα κύρια συστατικά κατά τον Lee (1974) είναι Νερό 87%, Λίπος 3,6%, Καφεΐνες 2,8%, Πρωτείνες ορού 0,6%, Λακτόζη 4,9% και Ανόργανα άλατα (τέφρα) 0,7%. Η παραπάνω σύσταση είναι ενδεικτική καθώς µπορεί να επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες: 1.Νερό Η περιεκτικότητα του γάλακτος αγελάδας σε νερό κυµαίνεται από 85% έως 88%. Σε όλα τα γάλατα αποτελεί το συστατικό µε τη µεγαλύτερη αναλογία. 2.Λίπος Η περιεκτικότητα του αγελαδινού γάλατος σε λίπος κυµαίνεται σε ευρέα όρια ( από 2,5% έως 6% ). Ο ελληνικός Κώδικας Τροφίµων και Ποτών (1971) δέχεται σαν µικρότερη τιµή το 3,5%. Το λίπος αυτό είναι µορφοποιηµένο σε λιποσφαίρια, τα οποία στο µεγαλύτερο µέρος τους (95-96%) αποτελούνται από τριγλυκερίδια. Υπάρχουν επίσης και άλλες ενώσεις πού δίνονται στον (πίνακα 3): ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΛΙΠΟΥΣ ΤΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ (ΠΙΝΑΚΑΣ 3) Είδος λιπιδίων % ολικού λίπους Τριγλυκερίδια 95-96 ιγλυκερίδια 1,26-1,59 Μονογλυκερίδια 0,016-0,038 Κετοξυγλυκερίδια 0,85-1,28 Υδροξυγλυκερίδια 0,60-0,78 Ελεύθερα λιπαρά 0,1-0,44 οξέα Φωσφολιπίδια 0,8-1,00 ιγγολιπίδια 0,06 Στερόλες 0,22-0,41 Λιποδιαλυτές 0,0031-0,004 βιταµίνες Και καροτίνια (Kurtz, 1974) To 85% του λίπους αποτελούν τα λιπαρά οξέα που υπάρχουν στο µόριο των γλυκεριδίων. Έχουν ταυτοποιηθεί περισσότερα από 80 διαφορετικά λιπαρά οξέα, τα οποία είναι απλής, διπλής ή πολλαπλής αλύσεως, κορεσµένα ή ακόρεστα. Τα περισσότερο σηµαντικά από αυτά που αποτελούν το 90% περίπου των λιπαρών οξέων δίνονται στον (πίνακα 4): (ΠΙΝΑΚΑΣ 4) ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΛΙΠΑΡΑ ΟΞΕΑ ΤΟΥ ΛΙΠΟΥΣ ΤΟΥ ΓΑΛΑΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ
Λιπαρό οξύ Ατοµα 'Ανθρακα %συνόλου λιπαρών Οξέων ιπλοί δεσµοί Φυσική κατάσταση Κορεσµένα Βουτυρικό 4 2.79 Πτητικά, ρευστά, διαλυτά στο νερό Καπρονικ 6 2.34 ό Καπρυλικ 1.06 Πτητικά, στερεά, αδιάλυτα στο νερό ό Καπρινικό 3.04 Λαυρικό 2.87 Μυριστικό 8.94 Παλµιτικό 23.8 Μη πτητικά, στερεά Στεατικό 13.2 Ακόρεστα Ελαικό 18 29.6 1 Λινελαικό 18 2.6 2 Ρευστά σε θερµοκρασία περιβάλλοντος Λινολενικό 18 1.3 3 (Kurtz, 1974) Τα µέχρι το λαυρικό λιπαρά οξέα (12 άτοµα c) είναι πτητικά ενώ το βουτυρικό και καπρονικό είναι ρευστά στη θερµοκρασία δωµατίου και επηρεάζουν το σηµείο τήξης του βουτύρου. Από το κλάσµα των κετογλυκεριδίων και των υδροξυγλυκεριδίων έχουν αποµονωθεί µεθυλοκετόνες και δ- και γ- λακτόνες αντίστοιχα, οι οποίες είναι σε πολύ µικρή αναλογία. Αυξηµένη αναλογία των ουσιών αυτών στο λίπος έχει ως αποτέλεσµα την αλλοίωση της οσµής και της γεύσης του γάλατος ή των προϊόντων του. Το κλάσµα των στερολών (0,3-0,4% του λίπους) αποτελείται αποκλειστικά σχεδόν από τη χοληστερόλη, εστεροποιηµένη ή µη. Εξάλλου έχει διαπιστωθεί, σε ελάχιστη ποσότητα, η παρουσία δύο άλλων στερολών, της λανοστερόλης και της διυδρολανοστερόλης (0,005% του λίπους) και σε ίχνη της β- σιτοστερόλης. Το 70% της χοληστερόλης βρίσκεται στον πυρήνα του λιποσφαιρίου, το 10% στη µεµβράνη και το υπόλοιπο στην υδάτινη φάση. Τα ίδια ποσά χοληστερόλης έχει και το γάλα του προβάτου. Υπάρχουν επίσης αξιόλογα ποσά της 7- διυδροχοληστερόλης (προβιταµίνης D) γιατί µε ακτινοβόληση του γάλακτος παράγονται έως 2000 I.U. βιταµίνης D3 ανά λίτρο γάλακτος. Σηµαντικό θεωρείται το κλάσµα των φωσφολιπιδίων και σφιγκολιπιδίων τα οποία υπεισέρχονται σε ζωτικές λειτουργίες του οργανισµού (πηγή χολίνης για το νευρικό ιστό, κυτταρικές µεµβράνες, πήξη του αίµατος). 3. Πρωτείνες Η περιεκτικότητα του γάλακτος αγελάδας σε πρωτείνες κυµαίνεται από 3,3g/100ml µε µέσο όρο περίπου 3,5g/100ml. Το πρωτεϊνικό κλάσµα αποτελείται κατά 2,9% περίπου από τις καζείνες και κατά 0,6% από τις πρωτείνες του ορού του γάλακτος. Η έρευνα των τελευταίων ετών έχει δώσει επαρκή στοιχεία για τα επιµέρους είδη των πρωτεϊνών, τα οποία απαρτίζουν τα δύο κύρια πρωτεϊνικά κλάσµατα του γάλακτος. Σύµφωνα µε την Πέµπτη αναθεώρηση (1983) της ειδικής επιτροπής για την ονοµατολογία των πρωτεϊνών του γάλατος της American Dairy Association τα είδη των πρωτεϊνών που περιέχονται στο γάλα της αγελάδας είναι: Α) Καζείνες
Είναι το κλάσµα των φωσφοπρωτεινών που καθιζάνει ύστερα από οξίνιση σε PH 4,6 και σε θερµοκρασία 20 βαθµών κελσίου. Αποτελούν το 75-80% των πρωτεϊνών του γάλακτος (2,9gr % περίπου) και µε βάση τη διάταξη (οµολογία) των αµινοξέων στο µόριό τους διακρίνονται σε as1-as2-β και κ-καζείνες Καζείνη As1- καζείνη As2- καζείνη ΚΑΖΕΙΝΕΣ ΤΟΥ ΓΑΛΑΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ (ΠΙΝΑΚΑΣ 5) % των συστατικώ ν του γάλατος Γενετικές παραλλαγ ές Μοριακό βάρος Ισοιονικό PH 1,2-1,5 Α 22.068 4.97 Β 23.614 4.96 C 23.542 5.00 D 23.724 4.91 E 23.540 0.3-0.4 A 25,143 B C D Β-καζείνη 0.9-1.1 A1 24.020 5.27 A2 25.980 5.19 A3 23.971 5.11 C 24.089 5.35 D 23.939 5.53 E 23.497 Κ-καζείνη 0,2-0,4 A 19.039 5.43 B 19.007 5.64 (Swaisgood 1982, Eigel & συν. 1984) -αs1-καζείνη: Αποτελεί το 1,2-1,5% των συστατικών του γάλατος και µε ηλεκτροφόρηση διαχωρίζεται σε 5 γενετικές παραλλαγές τις A, B, C, D & E. -as2- καζείνη: Αποτελεί το 0,3-0,4% των συστατικών του γάλατος. Απαντά σε 4 γενετικές παραλλαγές που χαρακτηρίζονται ως A, B, C & D. -k-καζείνη: Αποτελούν ποσοστό 0,3-0,4% περίπου των συστατικών του γάλακτος, απαντούν µε µορφή πολυµερών κ-καζεινών που συνδέονται µε διθειικούς δεσµούς. Με ηλεκτροφόρηση διαπιστώνονται 2 γενετικές παραλλαγές η Α και η Β. Το µόριό της περιέχει σχεδόν πάντοτε υδατάνθρακες. Άρα είναι γλυκοπρωτείνη. -β-καζείνη: Αποτελεί το 0,9-1,1% των συστατικών του γάλακτος και απαντά σε πολλές γενετικές παραλλαγές (A1, A2, A3, C, D, E). Είναι η περισσότερο υδρόφοβη καζείνη. -Σύµπλοκα καζεινών µικκύλια Οι καζείνες που αναφέρθηκαν προηγουµένως απαντούν στο γάλα σε µορφή συµπλόκων µορίων των as1 as2, β- και κ-καζεινών, τα οποία καλούνται µικκύλια και βρίσκονται σε κολλοειδή διασπορά στην υδάτινη φάση. Τα µικκύλια αποτελούνται κατά 93% από καζείνες και κατά το υπόλοιπο από ανόργανη ύλη. Κύριο συστατικό της ανόργανης ύλης αποτελούν ο φώσφορος και το ασβέστιο τα οποία απαντούν κυρίως µε τη µορφή κολλοειδούς φωσφοασβεστίου (CCP) και συµβάλλουν στο σχηµατισµό και τη διατήρηση του σχήµατος των µικκυλίων. Επίσης σηµαντικό ρόλο παίζουν και τα κιτρικά άλατα, τα οποία ρυθµίζουν την ισορροπία της κατάστασης διασποράς των µικκυλίων. Στον (πίνακα 6) δίνεται η µέση εκατοστιαία
αναλογία ενός µικκυλίου καζείνης του γάλακτος αγελάδας σε θερµοκρασία δωµατίου. (ΠΙΝΑΚΑΣ 6) ΣΥΣΤΑΣΗ ΜΙΚΚΥΛΙΩΝ ΚΑΖΕΙΝΗΣ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΩΜΑΤΙΟΥ Συστατικό g% Συστατικό g% αs1-35.6 Ασβέστιο 2.87 καζείνη as2-9.9 Μαγνήσιο 0.11 καζείνη β- καζείνη 33.6 Νάτριο 0.11 0.26 Κάλιο κ- καζείνη 11.9 Ανόργανο 2.89 ς φώσφορο ς γ- καζείνη 2.3 Κιτρικά 0.40 Σύνολο 93.3 6.6 (Schmidt, 1982) Το µέγεθος των µικκυλίων κυµαίνεται από 10 έως 780 mµ και το µοριακό τους βάρος είναι της τάξης των 10 στην εβδόµη έως 10 στην ενάτη daltons. Εάν ληφθεί υπόψη ότι το µοριακό βάρος των καζεινών είναι περίπου 23.000 (daltons) γίνεται αντιληπτό ότι ένα µέσου µεγέθους µικκύλιο αποτελείται από 25.000 περίπου µονοµερή καζείνης. Τα µικκύλια είναι σχεδόν σφαιρικοί σχηµατισµοί που συντίθενται από αριθµό µικρότερων µονάδων, τα οποία χαρακτηρίζονται ως υπό- µικκύλια, τα οποία έχουν µέγεθος 8-20 mµ. Β) Πρωτείνες του ορού του γάλακτος Οι κυριότερες πρωτεΐνες που αποµένουν στον ορό του γάλακτος, µετά από την καθίζηση των καζεινών είναι η οροαλβουµίνη, η λακταλβουµίνη, η β- λακτογλοβουλίνη και οι ανοσοσφαιρίνες. Είδος %συστατι πρωτείνης κών του γάλακτος Οροαλβου µίνη Α- λακταλβου µίνη Β- λακτογλοβ ουλίνη (ΠΙΝΑΚΑΣ 7) ΕΙ Η ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΤΟΥ ΟΡΟΥ ΤΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ Γενετικές παραλλαγ ές Μοριακό βάρος Ισοιονικό PH 0.01-0.04 66.267 5.13 0.06-0.17 A 14.147 B 14.175 0.2-0.4 A 18.363 5.35
B 18.277 5.41 C 18.286 5.39 D 18.276 E 18.205 F 18.234 G 18.233 Dr Ανοσοσφα 0.06-0.1 ιρίνες IG1 0.03-0.06 153.000-163.000 IG2 0.005-0.01 140.000-154.000 IGA 0.005-0.015 385.000-417.000 IGM 0.005-0.01 1.000.000 FSC 0.002-0.01 79.000 (Eigel και συν. 1984) -βόειος οροαλβουµίνη: Έχει τις ίδιες φυσικές και ανοσογενετικές ιδιότητες µε την αλβουµίνη του ορού του αίµατος της αγελάδας. Αποτελεί το 0,01-0,04% των συστατικών του γάλακτος. -α-λακταλβουµίνη (α-la): Αποτελεί το 0,06-0,17% των συστατικών του γάλακτος και είναι απαραίτητη στη σύνθεση της λακτόζης. Απαντά σε 3 γενετικές παραλλαγές τις a-la-a, a-la-b και a-la-c. -β-λακτογλοβουλίνη (β-lg): Αποτελεί την κύρια οροπρωτείνη (0,2-0,4 των συστατικών του γάλακτος) και απαντά σε 7 γενετικές παραλλαγές, οι οποίες χαρακτηρίζονται ως A, B, C, D, E, F, G & Dr. (Droughtmaster) Η γνώση της σύστασης της καζείνης στα διάφορα είδη είναι αρκετά σηµαντική για δύο κύριους λόγους Πρώτον, η σύσταση της καζείνης επηρεάζει το σχήµα του µικκυλίου και την κατασκευή, τη συνολική διαδικασία, τη δράση των πρωτεολυτικών ενζύµων και έτσι την επεξεργασία του γάλατος στη γαλακτοβιοµηχανία. εύτερον, µια αξιόπιστη ταυτοποίηση και ποσοτική εύρεση των κυριότερων πρωτεϊνών γάλατος προσφέρει τη δυνατότητα οργάνωσης µεθόδων για τον προσδιορισµό νοθείας του γάλατος. Οι καζείνες, ειδικά, επηρεάζονται λιγότερο από τη θέρµανση σε σχέση µε τις πρωτείνες ορού. 4. Υδατάνθρακες α) Λακτόζη Είναι το κύριο σάκχαρο του γάλακτος των θηλαστικών. εν απαντά εκτός από το γάλα αλλού στη φύση, σε αξιόλογα ποσά. Βρέθηκε σε ίχνη σε ορισµένα φυτά και συχνά στο αίµα και τα ούρα του ανθρώπου ως αποτέλεσµα εγκυµοσύνης, γαλουχίας ή και διατροφής. Συνθέτεται στο µαστό µε δαπάνη της γλυκόζης του αίµατος. Η περιεκτικότητα της στο γάλα της αγελάδας κυµαίνεται από 2,7% έως 5,2% µε µέση τιµή το 4,7%. Από άποψη φυσικής κατάστασης η λακτόζη απαντά στη φύση και τα διάφορα γαλακτοκοµικά προϊόντα µε τις εξής µορφές -Κρυσταλλική άνυδρη β-λακτόζη -Άµορφη µη κρυσταλλική (ή άνυδρη υαλώδης) β) Άλλοι υδατάνθρακες
Εκτός από τη λακτόζη υπάρχουν σε µικρά ποσά αρκετοί µονοσακχαρίτες, ουδέτεροι ή όξινοι ολιγοσακχαρίτες καθώς και σάκχαρα δεσµευµένα µε πρωτείνες ή πεπτίδια. Από τους µονοσακχαρίτες ανευρίσκονται η γλυκόζη και η γαλακτόζη σε ποσά από 10-20 mg / 100 ml και η µυο-ινοσιτόλη. Επίσης ανευρέθηκαν οι υδατάνθρακες φουκόζη, Ν-ακετυλογλυκοζαµίνη, η Ν-ακετυλογαλακτοζαµίνη και το Ν-ακετυλονευραµινικό οξύ, είτε ως ελεύθερα σάκχαρα είτε κυρίως ως ολιγοσακχαρίτες, γλυκοπεπτίδια ή γλυκοπρωτείνες. Το συνολικό Ν- ακετυλονευραµινικό οξύ ανέρχεται στο γάλα αγελάδας σε 10-30 mg %, στο πρωτόγαλα 100-230 mg % και στο πρωτόγαλα της γυναίκας 100-425 mg % (Jeness, 1974). Γλυκοπεπτίδια έχουν αποµονωθεί από το πρωτόγαλα της αγελάδας και της γυναίκας και βρέθηκαν να περιέχουν γαλακτόζη, γλυκοζαµίνη, γαλακτοζαµίνη και ν- ακετυλονευραµινικό οξύ. Οι ουδέτεροι ολιγοσακχαρίτες που έχουν ανιχνευθεί αποτελούνται από γλυκόζη, γαλακτόζη, φουκόζη και Ν-ακετυλογλυκοζαµίνη και στο γάλα αγελάδας περιέχονται σε αναλογία 1-2 g / λίτρο, ενώ στης γυναίκας σε ποσότητα 10-25g / λίτρο (Jeness, 1974). Οι όξινοι ολιγοσακχαρίτες που ταυτοποιήθηκαν, αποτελούνται από Ν- ακετυλονευραµινικό οξύ και σε µερικές περιπτώσεις από Ν- γλυκολυλ-νευραµινικό οξύ (σιαλικά οξέα). Οι πρωτεΐνες του γάλακτος που περιέχουν υδατάνθρακες είναι οι κ-καζείνες, οι ανοσοσφαιρίνες, η ποικιλία Drought-Master της β-α λακτογλοβουλίνης και οι πρωτείνες της µεµβράνης του λιπισφαιρίου (Whitney και συν., 1976). 5. Άλατα Το γάλα περιέχει αρκετά µεταλλικά στοιχεία, είτε σε ιονική µορφή, είτε δεσµευµένα σε άλλα συστατικά είτε τέλος µε µορφή οργανικών η ανόργανων αλάτων. Από τα κατιόντα τα κυριότερα είναι το Ca++, το Na++, το Κ+ και το Mg++, ενώ από τα κατιόντα το Cl- o P- και τα κιτρικά (Πίνακας 8). (ΠΙΝΑΚΑΣ 8) ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΑΛΑΤΩΝ ΣΤΟ ΓΑΛΑ ΑΓΕΛΑ ΑΣ ΚΑΙ ΓΥΝΑΙΚΑΣ Αγελάδα Γυναίκα (mg) (mg %) Ασβέστιο 123 33 Μαγνήσιο 12 4 Νάτριο 58 15 Κάλιο 141 55 Χλώριο 119 43 Φώσφορο 95 15 ς Κιτρικό 160 20-80 οξύ Θείο 30 14 (Johnson 1974, Jenness 1974) Η σχέση λακτόζης και αλάτων φαίνεται ότι παραµένει σταθερή στα διάφορα γάλατα και αυτό έχει σχέση µε τη διατήρηση της οσµωτικής πίεσης του γάλατος σε τιµές
ίδιες µε εκείνες του αίµατος. Σχετικά µε την κατάσταση µε την οποία βρίσκονται στο γάλα τα κυριότερα από τα στοιχεία του παραπάνω πίνακα είναι γνωστό ότι τα κάλιο, νάτριο και χλώριο βρίσκονται κυρίως ως ελεύθερα ιόντα, ενώ τα ασβέστιο και µαγνήσιο µόνο σε µικρό ποσοστό είναι σε ιονισµένη µορφή. Στο γάλα αγελάδας το 20% του ασβεστίου είναι δεσµευµένο στις καζείνες σε συνδυασµό µε το φώσφορο, το 50% είναι σε ανόργανη κολλοειδή µορφή και το 30% σε ιονισµένη µορφή (Renner 1983).Έτσι το γάλα είναι κορεσµένο από φωσφορικό και κιτρικό ασβέστιο. Σχετικά µε το φώσφορο, το 30% περίπου είναι σε ανόργανη διαλυτή µορφή, το 20% είναι δεσµευµένο στα µόρια των καζεινών, το 40% σε κολλοειδή ανόργανη µορφή και το υπόλοιπο 10% περίπου είναι δεσµευµένο σε λιπίδια. Το κιτρικό οξύ είναι σηµαντικό συστατικό του γάλακτος. Ενώνεται µε το ασβέστιο και έτσι διατηρείται η διαλυτότητα του φωσφορικού ασβεστίου. 6.Ιχνοστοιχεία Το γάλα περιέχει πολλά στοιχεία, σε συγκεντρώσεις της τάξης των ppm (mg / λίτρο) ή ppb (µg / λίτρο και τα οποία είναι γνωστά ως ιχνοστοιχεία (πίνακας 9) (ΠΙΝΑΚΑΣ 9) ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΝΤΑΙ ΣΤΟ ΓΑΛΑ ΑΓΕΛΑ ΑΣ (µg / λίτρο) Ιχνοστοιχε Συγκέντρ Ιχνοστοιχε Συγκέντρωση ίο ωση ίο Αλουµίνιο 460 Σίδηρος 450 Αρσενικό 50 Μόλυβδος 40 Βάριο ίχνη Μαγγάνιο 22 Βρώµιο 600 Μολυβδένι 73 ο Κάδµιο 26 Νικέλιο 27 Κοβάλτιο 0.6 Ρουβίδιο 2000 Χαλκός 130 Σελίνιο 70-1270 Φθόριο 150 Πυρίτιο 1430 Ιώδιο 43 Ψευδάργυ 3900 ρος (Johnson, 1974) Η παρουσία τους στο γάλα είναι συνάρτηση της περιεκτικότητάς τους στην τροφή του ζώου. Πάντως σε σχέση µε τα ιχνοστοιχεία το γάλα θεωρείται πλούσια πηγή, αν και για ορισµένα από αυτά (µόλυβδος, αρσενικό) έχουν παρατηρηθεί τιµές που χαρακτηρίζονται πλέον ως ρύπανση. Τα ιχνοστοιχεία ανευρίσκονται στο γάλα κυρίως µε µορφή οργανικών ενώσεων, συνδεδεµένα κυρίως µε τις πρωτείνες, αν και ορισµένα από αυτά (Cu, Fe, Mn, Zn) ανευρίσκονται και στη µεµβράνη των λιποσφαιρίων. Το κοβάλτιο αποτελεί
συστατικό της βιταµίνης Β12. Εξάλλου η συγκέντρωση του ιωδίου µπορεί να αυξηθεί και έως το δεκαπλάσιο, εάν γίνεται χρήση ιωδιούχων αντισηπτικών για εµβάπτιση της θηλής του µαστού. 7. Βιταµίνες Το γάλα περιέχει όλες σχεδόν τις βιταµίνες, άλλες σε ικανοποιητική ποσότητα και άλλες σε ίχνη. Στους (πίνακες 10, 11) δίνονται οι συγκεντρώσεις των διαφόρων βιταµινών. (ΠΙΝΑΚΑΣ 10) ΜΕΣΗ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΑΓΕΛΑ ΑΣ ΚΑΙ ΓΥΝΑΙΚΑΣ ΣΕ ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ Βιταµίνη Γάλα Γάλα γυναίκας αγελάδας Βιταµίνη Α 0.1-0.5 189.8 (159 U.I.) Καροτινοει 0.030 δή Βιταµίνη D 2.21 (U.I.) Βιταµίνη Ε 0.100 (Τοκοφερ όλη) Βιταµίνη Κ 0.00467 Βιταµίνη C 2.09 4.3 Βιοτίνη 0.003 0.0008 Χολίνη 13.7 9.0 Φολασίνη 0.0059 0.0038 (Φολικό οξύ) Μυοινοσιτόλη 11.0 33.0 Νιασίνη 0.09 0.147 (Νικοτινικό οξύ) Παντοθενι 0.34 0.184 κό οξύ Ριβοφλαβί 0.17 0.036 νη (Β2) Θειαµίνη 0.04 0.016
(Β1) Βιταµίνη 0.06 0.06 Β6 (πυριδοξίν η) Βιταµίνη 0.00042 0.008 Β12 Ρ- 0.01 αµινοβενζ οικό οξύ Οροτικό 7.3 οξύ (Βιταµίνη Β13) (Hartman & Dryden 1974, Jenness 1974) (ΠΙΝΑΚΑΣ 11) ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΠΡΟΒΑΤΟΥ ΣΕ ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ (mg/100 ml) Βιταµίνη Α 143 Θειαµίνη 0.07 (Β1) Ριβοφλαβί 0.328 νη (Β2 Νιασίνη 0.427 Βιταµίνη Β6 Παντοθενι 0.364 κό οξύ Βιοτίνη 0.0093 Βιταµίνη 0.000064 Β12 Βιταµίνη C 0.43 (Hartman & Dryden 1974) Από τις λιποδιαλυτές βιταµίνες η Α υπάρχει κυρίως ως εστέρας του παλµιτικού οξέως και η D ως µίγµα D2 (προέρχεται από τις τροφές) και D3 (προέρχεται από ακτινοβόληση της προβιταµίνης D στο δέρµα του ζώου). Η βιταµίνη Ε απαντά κυρίως ως α-τοκοφερόλη (0,1 mg / 100 ml) και ένα µικρό ποσοστό (5%) της όλης δραστηριότητας οφείλεται στη γ-τοκοφερόλη. Η βιταµίνη Κ ανευρίσκεται µόνο σε
ίχνη. Από τις υδατοδιαλυτές βιταµίνες εκείνες του συµπλέγµατος Β (θειαµίνη, ριβοφλαβίνη, Β6, βιοτίνη, παντοθενικό οξύ, φολασίνη) βρίσκονται σταθερά στο γάλα των µυρηκαστικών ανεξάρτητα από τη διακύµανση της περιεκτικότητάς τους στην τροφή. 8.Ένζυµα Τα ένζυµα που βρίσκονται φυσιολογικά στο γάλα παράγονται από τα κύτταρα του µαστού και δεν έχει αποδειχθεί εάν παίζουν κάποιο ιδιαίτερο ρόλο ή πρέπει να θεωρούνται ότι εισάγονται τυχαίως κατά τη διαδικασία της εκκρίσεως του γάλατος. Τα ένζυµα που παράγονται από τους µικροοργανισµούς δε θεωρούνται ως συστατικά του γάλατος. Από άποψη υγιεινής και τεχνολογίας του γάλατος αυτά που έχουν ενδιαφέρον είναι τα εξής Α ) Aλκαλική φωσφατάση: Εντοπίζεται στη µεµβράνη των λιποσφαιρίων (η όξινη φωσφατάση βρίσκεται στον ορό του γάλατος). Είναι θερµοευαίσθητη αλλά περισσότερο ανθεκτική από τα µη σπορογόνα παθογόνα βακτήρια. Η αδρανοποίηση της κατά τη θέρµανση του γάλακτος, υποδηλώνει και καταστροφή των παθογόνων βακτηρίων. Αποτελεί την περισσότερο ασφαλή, µέχρι σήµερα µέθοδο ελέγχουν της παστεριώσεως του γάλατος. Σε διαταραχές στην έκκριση του γάλατος αυξάνεται η αλκαλική φωσφατάση και µειώνεται η όξινη (Andrews και Alichanidis 1975). Β) Λιπάσες: Υπάρχουν κατά 90% στα µικκύλια καζείνης. ιασπούν τα τριγλυκερίδια του λίπους του γάλατος, οπότε ελευθερώνονται λιπαρά οξέα, γλυκερόλη, µονογλυκερίδια και διγλυκερίδια, µεταβολές που επηρεάζουν τη συντήρηση του γάλατος και των προϊόντων του διότι του προσδίνουν γεύση και οσµή ταγγού. Αδρανοποιούνται µερικώς κατά την παστερίωση και πλήρως κατά τις µαστίτιδες και ελαττώνονται κατά το τέλος της γαλακτικής περιόδου. Γ) Καταλάση: Χρησιµοποιείται στη διάγνωση του γάλακτος που προέρχεται από ζώα που πάσχουν από µαστίτιδα, διότι η δραστηριότητά της αυξάνεται κατά 10-15 φορές. Φαίνεται ότι προέρχεται από τον ορό του αίµατος (Kitchen και συν., 1970) ) Ξανθίνη οξειδάση: Είναι γνωστή και σαν ένζυµο του Schardinger. εν αδρανοποιείται στη θερµοκρασία παστεριώσεως, αλλά σε θερµοκρασία µεγαλύτερη από 80 βαθµούς κελσίου γι αυτό και χρησιµοποιείται για να διαπιστωθεί εάν το γάλα έχει υποστεί βρασµό. Η δραστηριότητά της αυξάνεται µε την αύξηση του αριθµού των σωµατικών κυττάρων στο γάλα (µαστίτιδες). Ε) Πρωτεάσες: Παρ ότι βρίσκονται σε µικρή συγκέντρωση στο γάλα παίζουν κάποιο ρόλο στη διάσπαση των πρωτεϊνών κατά τη συντήρηση του παστεριωµένου γάλατος ή των γαλακτοκοµικών προϊόντων. Απαντούν σε αλκαλική και όξινη µορφή και φέρονται συνδεδεµένες µε τις καζείνες. Στο γάλα όµως υπάρχουν και µικροβιακής προέλευσης πρωτεάσες. Στ) Υπεροξειδάση: Συνθέτεται στο µαστό και είναι ποσοτικά το πρώτο ένζυµο του γάλατος (1% των οροπρωτεινών).η δραστηριότητά της εξαρτάται από το είδος της τροφής, την εποχή και τη φάση του οιστρικού κύκλου. Έχει µεγάλη δραστηριότητα στο πρωτόγαλα. (Πρωτόγαλα είναι το έκκριµα του µαστού των γαλακτοπαραγωγών ζώων κατά τις πρώτες 5 έως 6 ηµέρες από τον τοκετό. Είναι κιτρινωπό ρευστό, µε µεγάλο ιξώδες, υπόπικρο και υφάλµυρο. Περιέχει µεγάλο αριθµό σωµατικών κυττάρων και πήζει µε τη θέρµανση. Η υπεροξειδάση του γάλακτος σε συνδυασµό µε τα θειοκυανικά άλατα και το υπεροξείδιο του υδρογόνου, ασκεί σοβαρή αντιµικροβιακή δράση. Ζ) Λυσοζύµη: Βρίσκεται σε µικρή αναλογία και διαφέρει ριζικά από τη λυσοζύµη των δακρύων.
9. Άλλα συστατικά A) Ορµόνες: Πρόκειται για τις φυσικές ορµόνες του ίδιου του γαλακτοπαραγωγού ζώου, οι οποίες απαντούν και στο γάλα σε πολύ µικρές ποσότητες και κυµαίνονται ανάλογα µε το στάδιο της γαλακτοπαραγωγής. Β) αλδεύδες, κετόνες και αλιφατικά οξέα Γ) Μη πρωτεϊνικής φύσης αζωτούχες ουσίες ) Θειούχες ενώσεις: Παίζουν ρόλο στην αντιµικροβιακή δράση του νωπού γάλατος Ε) Χρωστικές: Πρόκειται κυρίως για καροτίνια που δίνουν υποκίτρινο χρώµα στο λίπος (προβιταµίνη Α) καθώς επίσης και για τη ριβοφλαβίνη (υδατοδιαλυτή) που προσδίνει την πρασινοκύανη απόχρωση στο αποβουτυρωµένο γάλα. Στ) Αέρια: Το γάλα περιέχει οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο έως 5% του όγκου του. Ζ) Κύτταρα: Το γάλα περιέχει φυσιολογικά έως 500.000 λευκοκύτταρα και επιθηλιακά κύτταρα ανά ml και ο αριθµός αυτός αυξάνεται σε περιπτώσεις µαστίτιδας. H αρίθµηση των κυττάρων στο γάλα αποτελεί σήµερα την καλύτερη µέθοδο ταχείας εκτίµησης της υγιεινής κατάστασής του. Όσα αναφέρθηκαν στα προηγούµενα για τη σύσταση του γάλατος της αγελάδας, ισχύουν, σε µεγάλο ποσοστό και για το πρόβειο γάλα. Όµως υπάρχουν σηµαντικές διαφορές ιδιαίτερα ως προς την εκατοστιαία αναλογία των βασικών συστατικών. (ΠΙΝΑΚΑΣ 12) ΜΕΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΓΑΛΑΚΤΟΣ ΙΑΦΟΡΩΝ ΕΙ ΩΝ ΖΩΩΝ (gr/100ml) Είδος ζώου Αγελάδα (Bos taurus) Πρόβατο (Ovis aries) Συνολικά Λίπος Καζείνες Πρωτείνες Λακτόζη Τέφρα Στερεά Ορού 12.7 3.7 2.8 0.6 4.8 0.7 19.3 7.4 4.6 0.9 4.8 1.0 (Jenness, 1974) Από τον (πίνακα 12)παρατηρούµε ότι το γάλα του προβάτου είναι περισσότερο πλούσιο σε στερεά συστατικά σε σύγκριση µε το γάλα της αγελάδας, αλλά η εκατοστιαία αναλογία των συστατικών του παρουσιάζει διακυµάνσεις ανάλογα µε τη φυλή, τη γαλακτική περίοδο και τη διατροφή. Έτσι από τον παρακάτω (πίνακα 13), που µας δίνει τη µέση σύσταση του πρόβειου γάλατος, προκύπτει ότι το γάλα προβάτου που παράγεται σε διάφορες χώρες, αλλά και στην αυτή χώρα, έχει διαφορές στη σύστασή του, που οφείλονται στην επίδραση των παραγόντων που αναφέρθηκαν παραπάνω. Μέση σύσταση % πρόβειου γάλατος διαφόρων χωρών (ΠΙΝΑΚΑΣ 13) ΧΩΡΕΣ Ξηρά Λίπος Πρωτείνη Καζείνη Λακτόζη Τέφρα Ουσία Βουλγαρία Α* 18.10 7.65 3.55 Β* 17.87 6.01 5.48 4.26 4.45 0.88
Γ* 5.29 5.62 4.55 Ουγγαρία 7.27 6.21 4.97 4.80 0.89 Τσεχοσλοβακία Α* 19.36 8.28 5.93 4.36 0.87 Β* 19.20 7.77 5.45 4.74 0.93 Ιταλία 20.73 8.04 6.80 Ελλάδα Α)Χίου 19.08 7.85 5.47 4.41 4.79 0.92 Β)Καραγκ 20.28 8.63 6.60 5.04 4.59 0.93 ούνικη Γ)Βλάχικη 20.66 9.03 6.52 4.98 4.72 0.93 )Αττικής 18.97 7.59 5.93 4.62 5.04 0.89 Ε) ιασταυρώσεις 17.59 6.40 5.71 4.39 5.09 0.87 Φρισλανδι κής * ιαφορετικοί ερευνητές Η σύσταση του πρόβειου γάλατος παρουσιάζει αξιόλογη διακύµανση στην εκατοστιαία αναλογία των βασικών συστατικών του κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου και ιδιαίτερα το λίπος και οι πρωτείνες. Το λίπος παρουσιάζει µια σχετική µείωση µέχρι την Τρίτη εβδοµάδα και στη συνέχεια αυξάνεται. Κατά τη δίοδο όµως από τις 3 στις 2 αµέλξεις, ανά 24ωρο, παρατηρείται µία απότοµη πτώση της λιποπεριεκτικότητας του γάλατος (2-3%) και απαιτούνται 3-4 εβδοµάδες για να ανέλθει και πάλι στα προηγούµενα επίπεδα (Katsaounis & zygoyiannis 1984) Την ίδια πορεία δείχνει και το κλάσµα των συνολικών στερεών, ενώ οι πρωτείνες (ολικό άζωτο) ύστερα από µία µικρή µείωση κατά την πρώτη-δεύτερη εβδοµάδα, αυξάνονται στα κανονικά του επίπεδα (5,5-6,5%) για να παραµείνουν σχεδόν σταθερές για την υπόλοιπη γαλακτική περίοδο. Εξάλλου η λακτόζη, ύστερα από µία µικρή αρχική άνοδο (δεύτερη εβδοµάδα) µειώνεται ελαφρά και παραµένει σταθερή σ όλη την υπόλοιπη περίοδο. Σε σύγκριση µε το γάλα αγελάδας το πρόβειο γάλα είναι πλουσιότερο σε λευκώµατα και λίπος ενώ στα υπόλοιπα συστατικά δεν υπάρχουν ουσιώδεις διαφορές. Υπερτερεί επίσης και σε άλατα όχι όµως στο βαθµό του λίπους και των πρωτεϊνών, ενώ η περιεκτικότητά του σε λακτόζη είναι παραπλήσια. Έτσι το πρόβειο γάλα αποδίδει περισσότερο κατά την τυροκόµηση και παράγει γιαούρτι µε µεγαλύτερο ιξώδες. Το χρώµα του λίπους είναι λευκωπό. Τα συστατικά του πρόβειου και αγελαδινού δίνονται στον (πίνακα 14) (ΠΙΝΑΚΑΣ 14) ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΓΑΛΑΤΟΣ ΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΕΙ ΩΝ Συστατικό Πρόβατο Αγελάδα Λίπος (%) 7.62 3.67 Στερεά 10.33 9.02 (%) Πρωτείνη 6.21 3.23 (%) Καζείνη 5.16 2.63 (%) Πρωτείνες 0.81 0.60 ορού (%) Ολική 0.90 0.73
τέφρα (%) Posati and Orr (1976) IDF (1986) Saini and Gill (1991) H συνολική σύνθεση του πρόβειου και αγελαδινού γάλατος είναι όµοια, αλλά το πρόβειο γάλα περιέχει περισσότερο λίπος, στερεά, Πρωτεΐνες, καζείνες, Πρωτεΐνες ορού και τέφρα σε σχέση µε το αγελαδινό. Αυτές οι διαφορές κάνουν το χρόνο της πήξης της πυτιάς συντοµότερο και το γιαούρτι στερεότερο λόγω των διαφορών στις καζείνες (Grandison, 1986). Η κ-καζείνη έχει αποµονωθεί και χαρακτηρισθεί από το πρόβειο γάλα και βρέθηκε όµοια µε την κ-καζείνη της αγελάδας από πολλές απόψεις. Η κ-καζείνη γλυκοπεπτιδίου του προβάτου έχει πολυσακχαρώδη κλάσµατα τα οποία µοιάζουν πολύ αυτά τα κ-καζείνης γλυκοπεπτίδια της αγελάδας. Η β-λακτογλοβουλίνη (β-lg) Έχει καθαριστεί και χαρακτηρισθεί σε γάλα από πρόβατο (Bell and Mc Kenzie, 1964, Bell and Mc Kenzie, 1967). Η ύπαρξη των δύο γενετικών παραλλαγών στο πρόβειο γάλα, β-lga και β-lgb, αναφέρθηκε από τον Bell και Mc Kenzie (1964), Bell και Mc Kenzie (1967) και Maubois et al (1965). ιάφοροι επιστήµονες έχουν αναφέρει τη σύνθεση σε αµινοξέα των πρόβειων β-lg παραλλαγών (Mc Kenzie, 1971).(Πίνακας 15). Αµινοξέα (ΠΙΝΑΚΑΣ 15) Σύγκριση της σύνθεσης σε αµινοξέα της β-lg Πρόβατο Α- παραλλαγ ή Β- παραλλαγ ή Asp 15 15 Thr 8 8 Ser 6 6 Glu 24 24 Pro 8 8 Gln 5 5 Ala 15 15 Cys 5 5 Val 10 10 Met 4 4 Ile 9 9 Leu 20 20 Tyr 4 3 Phe 4 4 Try 2 2 His 2 3 Arg 3 3 Tamime and Deeth (1980). Η ανάλυση των αµινοξέων της β-lga και β-lgb του προβάτου δείχνει ότι η β-lga έχει µία His λιγότερη και µία Tyr περισσότερη από τη β-lgb (Bellet al., 1968 Mc Kenzie, 1971). Περαιτέρω µελέτες που πραγµατοποιήθηκαν στη β-lg του πρόβειου γάλατος επιβεβαίωσαν ότι αυτές οι πρωτείνες γενικά σχηµατίστηκαν από δύο ίδιες πολυπεπτιδικές αλυσίδες µε ένα µοριακό βάρος των 18.000 + ή 500 daltons (Maubois et al. 1965, Philips and Jenness, 1965). Αυτές οι διαφορές µπορεί να
εξηγήσουν τα σηµαντικά πλεονεκτήµατα του πρόβειου γάλατος για τα βρέφη και άλλους ασθενείς µε πεπτικά προβλήµατα (Mack, 1953 Haenlein, 1993). Μια σύγκριση των ίσιας αλυσίδας λιπαρών οξέων στο πρόβειο γάλα µε αυτών στο αγελαδινό γάλα δείχνει ελαφρώς υψηλότερα επίπεδα των C8:0, C6:0, C12:0 και C14:0 και πολύ υψηλότερα επίπεδα του C10:0 στο πρόβειο γάλα. Το χαµηλό µοριακό βάρος FFA (C4:0 to C10:0) είναι πιο πλούσιο στο πρόβειο γάλα από το αγελαδινό (20 to 25% vs 10 to 12% Anifantakis 1986) (ΠΙΝΑΚΑΣ 16) Σύνθεση σε λιπαρά οξέα του αγελαδινού και πρόβειου γάλατος (% κατά βάρος) Λιπαρά Αγελάδα Πρόβατο οξέα C4:0 3.3 4.0 C6:0 1.6 2.6 C8:0 1.3 2.5 C10:0 3.0 7.5 C12:0 3.1 3.7 C14:0 9.5 11.9 C16:0 26.5 25.2 C16:1 2.3 2.2 C18:0 14.6 12.6 C18:1 29.8 20.0 C18:2 2.5 2.1 Glass et al. (1967) Jenness (1980). Εκτός των άλλων τα δύο είδη γάλατος παρουσιάζουν διαφορές στην περιεκτικότητά τους σε νουκλεοτίδια διαλυτά σε οξέα. Το αγελαδινό γάλα αποδίδει σηµαντικά διαφορετικούς τύπους νουκλεοτιδίων από αυτούς του πρόβειου, και στους δύο ποιοτικούς και ποσοτικούς όρους, καθώς φαίνεται στον έλεγχο του (πίνακα 17.) (ΠΙΝΑΚΑΣ 17) Νουκλεοτίδια που βρίσκονται στα αγελαδινά και πρόβεια ώριµα γάλατα S -Monophosphate S -Monophosphate S -Monophosphate Γάλα (mg / 100 ml) Cytidine Adenosine Gyanosine Αγελαδινό 0.98 + ή 0.06 ίχνη <LOD Πρόβειο 1.79 + ή 0.04 2.11 + ή 0.08 <LOD S -Monophosphate S -Monophosphate Uridine Inosine Αγελαδινό <LOD <LOD Πρόβειο 4.09 + ή 0.23 <LOD LOD (Limit of detection)
Η συνολική συγκέντρωση όλων των νουκλεοτιδίων ήταν χαµηλότερη στο αγελαδινό γάλα (1.0 mg/100 ml) ακολουθούµενη από το πρόβειο γάλα (8.0 mg/100 ml). Τα κύρια άλατα του γάλατος είναι τα χλωριούχα, φωσφορικά και κιτρικά του ασβεστίου, µαγνησίου, καλίου και νατρίου (πίνακας 25) όπου βλέπουµε το γάλα του προβάτου να είναι ελλιπές σε µαγνήσιο, θείο και κιτρικά. Σε ότι αφορά τα ιχνοστοιχεία (πίνακας 18), ο χαλκός και ο σίδηρος είναι µεταλλικά συστατικά του γάλατος που ενδιαφέρουν περισσότερο από τεχνολογική άποψη γιατί επιδεικνύουν καταλυτική δράση στην υπεροξειδάση των λιπών που έχει σαν αποτέλεσµα ανεπιθύµητες οσµές και γεύσεις. Ιδιαίτερα ο χαλκός είναι στο σύνολό του ενωµένος µε τις πρωτείνες του γάλατος, ιδίως αυτές που συµµετέχουν στη δοµή των λιποσφαιρίων. Ο ψευδάργυρος και ο µόλυβδος βρίσκονται σε µικρή ποσότητα. Η συγκέντρωση των µεταλλικών στοιχείων στο γάλα επηρεάζεται από τη χρήση µεταλλικών σκευών κατά τους χειρισµούς του γάλατος. (ΠΙΝΑΚΑΣ 18) ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΑΛΑΤΩΝ ΚΑΙ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΓΑΛΑΤΟΣ Aλατα Περιεκτικότητα διαφόρων ειδών γάλατος σε άλατα Προβάτου Αγελάδας Κάλιο 1.5 1.60 Νάτριο 0.4 0.50 Ασβέστιο 2.3 1.30 Μαγνήσιο 0.14 Φώσφορο 1.6 1.00 ς Χλώριο 0.7 1.10 Θείο 0.35 Κιτρικά 1.80 Ιχνοστοιχεία Συνήθη όρια διακυµάνσεως (µg / l) Αλουµίνιο 500-600 Βρώµιο 300-2000 Χαλκός 20-50 Σίδηρος 100-300 Φθόριο 100-200 Ιώδιο 20-100 Μαγνήσιο 20-30 Μόλυβδος 30-60 Πυρίτιο 1500-10000 Στρόντιο 70-400 Ψευδάργυρος 3000-4000
Όσον αφορά τις βιταµίνες το γάλα περιέχει όλες τις βιταµίνες και µάλιστα σε µορφές πολύ αφοµοιώσιµες. Όµως δεν µπορεί να θεωρηθεί πλούσια πηγή για τις περισσότερες, γιατί απαντώνται σ αυτό σε πολύ µικρή αναλογία.(πίνακας 19) (ΠΙΝΑΚΑΣ 19) Συστατικό Πρόβατο Αγελάδα Βιταµίνη Α 25.00 21.00 (IU g-1 fat) Βιταµίνη 7.00 45.00 Β1 (mg per 100 ml) Βιταµίνη 36.00 159.00 Β12 (mg per 100 ml) Βιταµίνη C 43.00 2.00 (mg per 100 ml) Βιταµίνη D ND 0.70 (IU g-1 fat) Posati and Orr (1976) IDF (1986) Saini and Gill (1991). ND, not-detected. Από τον (πίνακα 19) βλέπουµε ότι το αγελαδινό και πρόβειο γάλα καλύπτει επαρκείς ποσότητες βιταµίνης Α, θειαµίνης, Β12 και βιταµίνης C. Η πρώτη σαν λιποδιαλυτή βιταµίνη µεταφέρεται κατά την αποκορύφωση στην κρέµα, ενώ η τελευταία καταστρέφεται σε µεγάλο ποσοστό, αν το γάλα εκτεθεί στο ηλιακό φως. Ο (πίνακας 20) δείχνει τις διακυµάνσεις στα επίπεδα λίπους, καζείνης και ασβεστίου στο γάλα αγελάδας και προβάτου. Τα επίπεδα όλων των τριών συστατικών ήταν µεγαλύτερα στο πρόβειο γάλα από το αγελαδινό. Αυτές οι διαφορές στη σύνθεση αντανακλούσαν στις ιδιότητες πήξης. Το πρόβειο γάλα γενικά παρήγαγε στερεότερο γιαούρτι σαν αποτέλεσµα των υψηλότερων επιπέδων καζείνης, ενώ οι αξίες για το αγελαδινό γάλα είχαν την τάση να αναστραφούν. Το πρόβειο γάλα επίσης είχε την τάση να πήζει πιο ραγδαία από το αγελαδινό. (Grandison, 1986) (ΠΙΝΑΚΑΣ 20) ιακυµάνσεις στο επίπεδο λίπους, καζεΐνης και ασβεστίου στο αγελαδινό και πρόβειο γάλα. Συστατικό Αγελάδα Πρόβατο Λίπος (%) 1.38-5.10 5.79-6.45 Καζείνη 2.28-3.27 3.78-5.20 (%) Ασβέστιο 0.10-0.13 0.16-1.18 (%) Grandison (1986). Η ξανθίνη οξειδάση έχει αναφερθεί στο πρόβειο γάλα και έχει επίσης ειπωθεί να περιέχει περισσότερη ροδανάση από το αγελαδινό γάλα. (Alfonso and Bertran, 1953)
Το γάλα είναι η καλύτερη πηγή του ενζύµου ξανθίνη οξειδάση που υπάρχει επίσης στο συκώτι και στα βακτήρια. Η παρουσία του στο γάλα διαπιστώθηκε αρχικά από τον Schardinger, το 1902 και έκτοτε αναφέρεται συχνά µε το όνοµά του. Η ξανθίνη καταλύει την εξής αντίδραση: Υπόστρωµα + έκτης υδρογόνου δίνουν(παρουσία ενζύµου) Οξειδωµένο υπόστρωµα + Αναγµένη µορφή δείκτη Εµφανίζει µέτρια σταθερότητα σε υψηλές θερµοκρασίες. Μια µεγάλη ποικιλία ουσιών οξειδώνεται από το ένζυµο αυτό, όπως αλδεύδες, οξυπουρίνες, πτερίνες και άλλες. Σαν δέκτης υδρογόνου χρησιµεύουν το µοριακό οξυγόνο, το κυανούν του µεθυλενίου και άλλες ουσίες. Έτσι µε µία αλδεύδη σαν υπόστρωµα και το µοριακό οξυγόνο σαν δέκτη η αντίδραση είναι: RCHO + H2O + O2 δίνουν(παρουσία Ξανθίνης οξειδάσης) RCOOH + H2O2 Η ξανθίνη οξειδάση έχει την ικανότητα, παρουσία αλδεύδης να προκαλεί αναγωγή του κυανού του µεθυλενίου και να το αποχρωµατίζει. Η ρεδουκτάση του γάλατος που δεν αποτελεί φυσικό συστατικό του αλλά υπάρχει σ αυτό και εκκρίνεται από µικροοργανισµούς του, αποχρωµατίζει επίσης το κυανού του µεθυλενίου αλλά χωρίς την παρουσία αλδεύδης. Η δοκιµή της ρεδουκτάσης, που χρησιµοποιείται συχνά στη γαλακτοκοµία και δίνει πληροφορίες για τον κατά προσέγγιση αριθµό µικροοργανισµών του γάλατος, στηρίζεται στο γεγονός ότι τα βακτήρια παράγουν ένζυµο που ανάγει τη χρωστική αυτή. ραστηριότητα λιπάσης έχει βρεθεί στο πρόβειο γάλα (Chandan et al., 1968 Jandal, 1995 a), αλλά λίγη ή καθόλου δραστηριότητα λυσοζύµης έχει βρεθεί (Chandan et al., 1965 Chandan et al., 1968) 2.1.2 ΦΥΣΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ (ΠΙΝΑΚΑΣ 21) Φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά του γάλατος που χρησιµοποιήθηκε Χαρακτηριστικά Τύποι γάλατος Αγελαδινό Πρόβειο Λίπος % 3.5-3.8 6.8-7.5 Ολική 3.2-3.4 5.1-5.8 πρωτείνη % Καζείνη % 2.1-3.0 3.8-5.5 Λακτόζη 4.5-5.2 4.6-5.0 % Ξηρά ουσία % 11.93-13.16 17.35-19.40 Τέφρα % 0.73-0.76 0.85-1.10 Οξύτητα 15-17 19-21 (βαθµούς κελσίου) Ασβέστιο 0.11-0.13 0.13-0.24 % Φώσφορο 0.06-0.09-0.12 ς 0.085 Ασβέστιο /Φώσφορ ος 1.83-1.53 1.45-2.00
Καζείνη 0.60-0.78 0.56-0.73 /Λίπος ΣΥΑΛ 8.43-9.36 10.55-11.90 Ειδικό βάρος 1029-1031 1.034-1.038 PH 6.50-6.60 6.50-6.70 % Καζείνη 66-88 75-95 / ολική πρωτείνη Από τον (πίνακα 21) συµπεραίνουµε τα εξής για τις φυσικές ιδιότητες του πρόβειου και αγελαδινού γάλατος: Α) Ως γνωστόν, ειδικό βάρος είναι µια σταθερά, που ορίζεται σαν λόγος της πυκνότητας της ουσίας που εξετάζεται προς την πυκνότητα απεσταγµένου νερού της αυτής θερµοκρασίας. Επειδή η πυκνότητα των σωµάτων µεταβάλλεται µε τη θερµοκρασία, επικράτησε στη γαλακτοκοµία να µετρούν το ειδικό βάρος στη θερµοκρασία των 15 βαθµών κελσίου. Πολλοί ερευνητές εντούτοις πιστεύουν ότι η επιλογή της θερµοκρασίας αυτής για τη µέτρηση του ειδικού βάρους του γάλατος είναι λανθασµένη γιατί στη θερµοκρασία αυτή, η φυσική κατάσταση του λίπους του δεν είναι η ενδεδειγµένη για µετρήσεις ειδικού βάρους. Το στερεό λίπος έχει µεγαλύτερο ειδικό βάρος από το υγρό, στην ίδια θερµοκρασία και κατά συνέπεια αν το γάλα διατηρήθηκε σε χαµηλή θερµοκρασία για κάποιο χρόνο και µετά θερµάνθηκε στους 15 βαθµούς κελσίου θα έχει υψηλότερο ειδικό βάρος απ ότι αν θερµάνθηκε και µετά ψύχθηκε στους 15 βαθµούς κελσίου. Στην πρώτη περίπτωση το λίπος παραµένει ως επί το πλείστον στερεό ενώ στη δεύτερη υγρό. Το ενδιαφέρον µας για τον προσδιορισµό του ειδικού βάρους του γάλατος προέρχεται από το γεγονός ότι παρέχει ένδειξη για τυχόν νοθεία του και διότι υπάρχουν τύποι που επιτρέπουν τον υπολογισµό της ξηράς του ουσίας µε βάση το λίπος και το ειδικό του βάρος, των οποίων ο προσδιορισµός είναι εύκολος και ταχύς. Χρησιµοποιώντας την εξίσωση: T=1,2F + 0,25L (Badckock) Όπου Τ= % ΞΗΡΑ ΟΥΣΊΑ ΓΑΛΑΤΟΣ, F= ΛΙΠΟΣ % & L= ΕΝ ΕΙΞΗ ΓΑΛΑΚΤΟΜΕΤΡΟΥ. Ο Ελληνικός Κώδικας Τροφίµων συνιστά ο προσδιορισµός της χωρίς λίπος ξηράς ουσίας να γίνεται µε τον τύπο: Τ= 1,2π + 2,665 x 100 (ΕΒ 1) / ΕΒ όπου: Π= λίπος % και ΕΒ= ειδικό βάρος στους 15 βαθµούς κελσίου. Έτσι το ειδικό βάρος του γάλατος αγελάδας κυµαίνεται από 1,029-1,038 και του πρόβειου γάλατος από 1,034-1,038. Β) Συγχρόνως, από τον πίνακα 1 βλέπουµε ότι το PH δε διαφέρει και κυµαίνεται µεταξύ 6,50 και 6,70 σε αντίθεση µε την οξύτητα. Η οξύτητα του πρόβειου γάλατος είναι σηµαντικά υψηλότερη του αγελαδινού, (οξύτητα, βαθµοί κελσίου: 19-21 και 15-17 αντίστοιχα) που οφείλεται στη µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε καζείνη της οποίας ο όξινος χαρακτήρας είναι γνωστός αλλά και στην αυξηµένη ρυθµιστική του ικανότητα. Ας δούµε όµως µερικά για την οξύτητα γάλατος. Το γάλα κατά το χρόνο που αρµέγεται είναι ελαφρά όξινο γεγονός που οφείλεται στα συστατικά του καζείνη, αλβουµίνη, φωσφορικές και κιτρικές ενώσεις καθώς και στο CO2 που περιέχει. Η οξύτητα αυτή του γάλατος καλείται αρχική οξύτητα. Στο στάδιο αυτό το κανονικό γάλα δεν περιέχει περισσότερο από 0,002 % γαλακτικό οξύ. Η συνεισφορά κάθε συστατικού στη διαµόρφωση της αρχικής οξύτητας του γάλατος εκφρασµένη σε γαλακτικό οξύ % είναι κατά προσέγγιση, καζείνη 0,05 έως 0,08 %, φωσφορικές ενώσεις 0,05 έως 0,07 %, αλβουµίνη 0,01 %, CO2 0,01 έως 0,02 % και κιτρικές ενώσεις 0,01 %.
Εάν το γάλα µετά το άρµεγµα παραµείνει χωρίς ψύξη η οξύτητά του µεταβάλλεται γρήγορα γιατί αναπτύσσονται σ αυτό διάφορα µικρόβια, τα περισσότερα από τα οποία διασπούν τη λακτόζη και παράγουν γαλακτικό και άλλα οξέα. Το τµήµα αυτό της οξύτητας του γάλατος που είναι αποτέλεσµα µόνο µικροβιακής δραστηριότητας και δεν οφείλεται στα συστατικά του καλείται πραγµατική οξύτητα. Το άθροισµα της αρχικής και της πραγµατικής οξύτητας αποτελεί την ολική οξύτητα του γάλατος. Ιδιαίτερη σηµασία για τις βιοµηχανίες γάλατος έχει η πραγµατική του οξύτητα. Μεγάλη πραγµατική οξύτητα σηµαίνει σοβαρή υποβάθµιση στην ποιότητα του γάλατος. Ο προσδιορισµός της οξύτητας του γάλατος είναι δυνατόν να γίνει κατά τρόπο εµπειρικό ή µε διάφορες εργαστηριακές µεθόδους. Στην πρώτη περίπτωση χρησιµοποιείται πεπειραµένο προσωπικό το οποίο µπορεί να διακρίνει από την οσµή και τη γεύση τα γάλατα που έχουν προχωρηµένη οξύτητα και έτσι καθίσταται δυνατός ένας γρήγορος διαχωρισµός µεταξύ καλού και αλλοιωµένου γάλατος κατά την παραλαβή του στο εργοστάσιο. Από την οσµή και τη γεύση του γάλατος ένας ικανός παραλήπτης είναι δυνατό να επισηµάνει αύξηση οξύτητας σε γαλακτικό οξύ κατά 0,01%. Τούτο επιτυγχάνεται γιατί κατά τη διάσπαση της λακτόζης από τους µικροοργανισµούς του γάλατος παράγονται εκτός από το γαλακτικό οξύ και άλλα προϊόντα σε µικρή µεν ποσότητα αλλά µε χαρακτηριστική γεύση και άρωµα, που η έντασή τους γίνεται αντιληπτή από τον παραλήπτη. Στο εργαστήριο η οξύτητα του γάλατος συνήθως προσδιορίζεται ή µε ογκοµέτρηση ή µε χρησιµοποίηση ειδικών οργάνων των πεχαµέτρων. Στην πρώτη περίπτωση λαµβάνουµε την τιτλοδοτούµενη οξύτητα του γάλατος, ενώ στη δεύτερη το PH. Το PH αποτελεί τρόπο εκφράσεως της οξύτητας. Παρά το γεγονός δε ότι οι τιµές του έχουν διαφορετική τάση από εκείνες της τιτλοδοτούµενης οξύτητας εντούτοις µετρούν το ίδιο περίπου πράγµα. Στην περίπτωση του PH προσδιορίζεται η ένταση της οξύτητας ενώ κατά την αλκαλιµέτρηση η ποσότητα αυτής. Η ένταση της οξύτητας είναι συνάρτηση του βαθµού ιονισµού των συστατικών του γάλατος, δηλαδή των ελεύθερων ιόντων του υδρογόνου. Γ) Παράλληλα, το σηµείο πήξης του γάλατος, όπως και κάθε άλλου υδατικού συστήµατος, εξαρτάται από τη συγκέντρωση των υδατοδιαλυτών συστατικών, ιδιαίτερα των µικρών µορίων και των ιόντων. Το λίπος όπως υπάρχει υπό τη µορφή των λιποσφαιρίων και η καζείνη σε κολλοειδή κατάσταση δεν το επηρεάζουν. Το σηµείο πήξης είναι η πιο σταθερή ιδιότητα του γάλατος. Τούτο γιατί η φυσιολογία της έκκρισής του στο µαστό είναι τέτοια ώστε η οσµωτική του πίεση να διατηρείται σε ισορροπία µε εκείνη του αίµατος που είναι σταθερά. Γι αυτό οποιαδήποτε σοβαρή µείωση στην περιεκτικότητα του γάλατος σε λακτόζη, συνοδεύεται από αύξηση της περιεκτικότητάς του σε νάτριο και χλώριο. Αυτό δε σηµαίνει βέβαια ότι το σηµείο πήξης είναι απόλυτα σταθερό. ιάφοροι παράγοντες όπως η διατροφή, το στάδιο της γαλακτικής περιόδου, η φυλή και ο χρόνος αρµέγµατος έχουν αναφερθεί ότι επηρεάζουν το σηµείο πήξης, πλην όµως σε περιορισµένο βαθµό. Γεωγραφικές διαφορές έχουν επίσης αναφερθεί που οφείλονται κυρίως σε διαφορές στις εκτρεφόµενες φυλές και στη διατροφή. Η ψύξη και διατήρηση του γάλατος σε χαµηλή θερµοκρασία αυξάνει ελαφρά το σηµείο πήξης, γεγονός που αποδίδεται σε δέσµευση διαλυτών συστατικών από τις µικέλλες της καζείνης ή τα λιποσφαιρία. Οι διάφορες επεξεργασίες που υφίσταται το γάλα, εάν δεν συνεπάγονται αραίωση ή συµπύκνωσή του, έχουν µηδαµινή επίδραση στο σηµείο πήξης. Αντίθετοι χειρισµοί του γάλατος σε κενό, αυξάνουν το σηµείο πήξης, γεγονός που αποδίδεται στην αποµάκρυνση του CO2 που περιέχει. Εάν όµως αποµακρύνεται και νερό το σηµείο πήξης µικραίνει. Η οξίνιση του γάλατος επιφέρει πτώση στο σηµείο πήξης του, γιατί αυξάνει τον αριθµό των µορίων των διαλυτών συστατικών εξ αιτίας της διάσπασης